《小地区控制测量》PPT课件.ppt

测量学 课件 城乡建设与规划学院主讲教师 雷平 第六章小地区控制测量 6 1控制测量概述 在测量工作中 为了限制误差的传播 满足测图或施工的需要 各分区的测图能拼接成整体 或使整体的工程能分区施工放样 这就必须遵循测量工作的原则 即 从整体到局部 先控制后碎部 也就是说 测量工作须先建立控制网 然后根据控制网进行碎部测量或测设 控制测量指的是在整个测区范围内测定一些起控制作用的点的精确位置 以统一全测区的测量工作 控制网分为平面控制网和高程控制网 测定控制点平面位置的工作 称为平面控制测量 测定控制点高程的工作 称为高程控制测量 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 1控制测量概述 控制测量的作用建立测区统一的控制基准控制误差的积累便于开展细部测量工作控制测量的分类按精度分平面控制测量分1 2 3 4等高程控制测量分1 2 3 4等及普通水准测量按方法分天文大地测量 边角测量 导线测量 GPS定位测量等 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 本章主要讨论小地区 10km2以下 控制网建立有关问题 在这个范围内 水准面可现为水平面 不需将测量成果化算到高斯平面上 而是采用直角坐标 直接在平面上计算坐标 小区域控制网在建网时 应尽量与国家 或城市 已建立的高级控制网连测 将高级控制点的坐标和高程作为小区域控制网的起算数据 如果附近没有国家 或城市 控制点 或虽然有但不便连测时 也可建立独立控制网 独立控制网的起算坐标可自行假定 起始边的坐标方位角 可以用罗盘仪测定的磁方位角代替 6 1控制测量概述 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 2导线测量 一 导线布设形式将测区内相邻控制点连成直线而构成的折线图形 称为导线 构成导线的控制点称为导线点 l 闭合导线 多用于面积较宽阔的独立地区 2 附合导线 多用于带状地区及公路 铁路 水利等工程的勘测与施工 3 支导线 支导线的点数不宜超过2个 仅作补点使用 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 2导线测量 1 闭合导线 闭合导线图 已知数据 XB YB A B为已知点 1 2 3 4 5为新建导线点 观测数据 连接角 B 导线转折角 0 1 5 导线各边长SB1 S12 S51 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 2导线测量 已知数据 AB XB YB CD XC YC AB CD为已知边 点1 2 3 4为新建导线点 观测数据 连接角 B C 导线转折角 1 2 3 4 导线各边长SB1 S12 S4C 附合导线图 2 附合导线 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 2导线测量 3 支导线 已知数据 AB XB YB A B为已知边 点1 2为新建支导线点 观测数据 转折角 B 1边长SB1 S12 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 二 导线测量的外业工作1 踏勘选点及建立标志 一 步骤 收集资料 图上选点 实地踏勘定点 二 原则 1 导线点均匀分布 相临边长不宜相差过大 减少测角误差 6 2导线测量 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 2 通视良好 地势平坦 便于测角量距 3 点位应选在土质坚硬 易保存 安全 便于交通的地带 4 应选在视野开阔 便于测量碎部的地带 三 埋设标志 1 木桩 如下图 a 2 混凝土标石 如下图 b 为了便于寻找 应量出导线点与附近明显地物的距离 绘出草图 注明尺寸 该图称为 点之记 如下图 c 6 2导线测量 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 2导线测量 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 2 测水平角 转折角 左角 右角 连接角导线转折角有左 右之分 以导线为界沿前进方向左侧的角称为左角 沿前进方向右侧的角称为右角 在附合导线中 一般测量其左角 在闭合导线中 一般均测其内角 闭合导线若按逆时针方向编号 则其内角均为左角 反之均为右角 各等级的导线测角技术要求 可参阅下表 6 2导线测量 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 3 量水平边长测定导线边边长可采用钢尺量距 用经过检定尺直接丈量各相邻导线点之间的水平距离 往丈量的相对中误差一般不得超过1 2000 在特殊难地区也不得超过1 1000 4 测定方向1 与国家控制点连测推求 导线连测指的是新布设的导线与高级控制点的连接测量 以取得新布设导线的起算数据 起始点的坐标和起始边的方位角 2 罗盘仪测磁方位 6 2导线测量 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 附合导线外业 已知数据 AB XB YB CD XC YC 点1 2 3 4为新建导线点 观测数据 连接角 B C 导线转折角 1 2 3 4 导线各边长DB1 D12 D4C 附合导线图 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 2导线测量 三 导线测量的内业计算导线测量内业计算的目的 就是根据已知的起算数据和外业的观测成果 通过误差调整 计算出各导线点的平面坐标 1 内业计算中数字取位的要求内业计算前 应全面检查导线测量外业记录 然后绘制出导线略图 并标注在图中的相应位置 如下图所示 内业计算过程中数字的取位 对于四等以下的导线 角值取至秒 边长及标取至毫米 对于图根导线 角值取至秒 边长和坐标可取至厘米 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 2导线测量 2 闭合导线的计算 2 闭合导线坐标计算步骤 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 2导线测量 1 角度闭合差的计算与调整闭合导线在几何上相当于一个n边形 其内角和的理论值为 由于观测过程中不可避免地会出现误差 使得实测的内角和不等于理论值 其差值称为导线的角度闭合差当 f f 容 时 合格 可以平差 平差原则 角度闭合差反符号平均分配给各观测角 余数强加给边长悬殊大的两边的夹角 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 2导线测量 2 坐标方位角的推算 注意 在具体推算时要注意如下几点 上式中的若小于1800 则取 反之取 上式中的夹角若是左角 则取 若是右角 则取 如果推算出的坐标方位角大于3600应减去3600 如小于00则加上3600 即保证坐标方位角的值在00 3600范围内 计算闭合导线各边坐标方位角 最后回到起始边的坐标方位角应与原有已知值相等 否则应重新检查计算 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 例题 方位角的推算 1 2 3 4 5 95 130 65 128 122 12 30 1 2 3 4 5 已知 12 300 各观测角 如图 求各边坐标方位角 23 34 45 51 解 23 12 2 1800 800 34 23 3 1800 1950 45 2470 51 3050 12 300 检查 3 坐标增量的计算与增量闭合差调整 计算坐标增量的公式测量的平面直角坐标系 以该地的子午线为x轴 向北为正 垂直于x轴为y轴 向东为正 坐标增量是相邻两点坐标的差值 也是一个线段在坐标轴上投影的长度 x x x y y y 根据直角三角形ABC可得 x Lcos y Lsin 3 坐标增量闭合差的计算与调整 导线全长闭合差 导线全长相对闭合差 分配原则 反符号 按边长成正比分配 4 导线点坐标的计算 回忆 闭合导线平差计算步骤 1 绘制计算草图 在图上填写已知数据和观测数据 2 角度闭合差 angleclosingerror 的计算与调整 1 计算角度闭合差 测 理 测 n 2 180 3 若在限差内 则平均分配原则 计算改正数 4 计算改正后新的角值 3 按新的角值 推算各边坐标方位角 4 按坐标正算公式 计算各边坐标增量 5 坐标增量闭合差 closingerrorincoordinationincrement 计算与调整 1 计算坐标增量闭合差 导线全长相对闭合差 relativelengthclosingerroroftraverse 导线全长闭合差 2 分配坐标增量闭合差 若K 1 2000 图根级 则将fx fy以相反符号 按边长成正比分配到各坐标增量上去 并计算改正后的坐标增量 6 坐标计算根据起始点的已知坐标和经改正的新的坐标增量 来依次计算各导线点的坐标 闭合导线坐标计算 6 2导线测量 3 附合导线坐标计算角度闭合差的计算坐标增量闭合差的计算 8 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 2导线测量 四 导线测量错误的查找方法l 一个角度测错的查找方法2 一条边长测错的查找方法 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 3交会定点的计算测量交会点与周边已知坐标点构成三角形的水平角 计算交会点的平面坐标 是加密平面控制点的方法之一 前方交会 侧方交会 后方交会 1 前方交会在已知坐标点A B安置经纬仪向待定点观测水平角 交会角 为30 120 之间 最好近于90 P点坐标计算公式 余切公式 计算实例 2 侧方交会已知点A点 待定点P安置经纬仪观测水平角 检查角 先算出 180 按余切公式计算点坐标 3 后方交会在待定点P安置经纬仪 观测水平角 和检查角 危险圆 不在一直线上3个已知点A B C构成的圆 P点位于危险圆上时 无法确定 选P点时 应避免使P点位于危险圆上 待定点P的坐标式中的系数值 6 4三 四等水准测量 一 三 四等水准测量的主要技术要求 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 4三 四等水准测量 二 三 四等水准测量的方法1 观测方法 1 采用双面尺法作测站检核 2 每站观测次序 后视 黑面 上丝读数 下丝读数 中丝读数前视 黑面 上丝读数 下丝读数 中丝读数前视 红面 中丝读数后视 红面 中丝读数 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 4三 四等水准测量 2 测站计算与检核 1 视距计算与检核 2 尺常数检核 3 高差计算与检核 4 每页水准测量记录计算校核 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 4三 四等水准测量 三 三 四等水准测量的成果整理1 检验测段 两水准点之间的线路 往返测高差不符值 往 返测高差之差 及附合或闭合线路的高差闭合差2 如果在容许范围以内 则测段高差取往 返测的平均值 线路的高差闭合差则反其符号按测段的长度成正比例进行分配 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 5三角高程测量 一 三角高程测量的计算公式二 三角高程测量的观测与计算l 三角高程测量的观测2 三角高程测量的计算 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 6 6全球定位系统 GPS 简介 一 GPS的组成三大部分 空间部分控制部分用户部分 1 控制测量概述2 导线测量3 交会定点的计算4 三 四等水准测量5 三角高程测量6 GPS简介 空间卫星座24颗卫星发射信号卫星轨道 时间数据及辅助资料